BIOLOGISK ANPASSNING: EGENSKAPER, TYPER, EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

En biologisk anpassning är en karaktäristisk närvaro i en organisme som ökar dess överlevnadskapacitet och reproduktion, i förhållande till dess följeslagare som inte har denna egenskap. Den enda processen som leder till anpassningar är naturligt urval.

Om vi ​​slutar för att titta på de olika linjerna hos levande organismer, kommer vi att upptäcka att de är fyllda med en serie komplexa anpassningar. Från efterliknande av fjärilar till den komplexa strukturen i deras vingar som möjliggör flygning.

Källa: Av Punnett, Reginald Crundall, via Wikimedia Commons

Inte alla egenskaper eller egenskaper som vi observerar i vissa organismer kan omedelbart märkas som anpassningar. Vissa kan ha kemiska eller fysiska konsekvenser, de kan vara egenskaper som produceras av genetisk drift eller av en händelse som kallas genetisk lift.

Organismernas egenskaper kan studeras genom att använda den vetenskapliga metoden för att kontrollera om de verkligen är anpassningar och vad som är deras tentativa funktion.

För att göra det måste hypoteser om potentiell användning föreslås och testas med en lämplig experimentell design - antingen genom att manipulera individen eller genom enkel observation.

Även om anpassningar ofta verkar perfekta och till och med "utformade", så är de inte det. Anpassningarna var inte resultatet av en medveten process eftersom evolution varken har ett slut eller ett mål och inte heller syftar till att perfekta organismer.

egenskaper

Beroende på ön utvecklades en annan finchart.

En anpassning är ett drag som ökar individens kondition. I evolutionär biologi avser termen fitness eller biologisk kondition en organisms förmåga att lämna avkommor. Om en viss person lämnar fler avkommor än en partner sägs det att han har större kondition.

Den passande individen är inte den starkaste, inte heller den snabbaste eller den största. Det är den som överlever, hittar en kompis och återger.

Vissa författare lägger ofta till andra element i sina definitioner av anpassning. Om vi ​​tar hänsyn till släktens historia, kan vi definiera anpassning som en härledd egenskap som utvecklats som svar på ett visst selektivt medel. Denna definition jämför effekten av karaktär på fitness för en specifik variant.

Anpassningstyper

De tre grundläggande typerna av anpassningar, baserade på hur genetiska förändringar uttrycks, är strukturella, fysiologiska och beteendeanpassningar. Inom var och en av dessa typer genomförs olika processer. De flesta organismer har kombinationer av alla tre.

Morfologiska och strukturella

Dessa anpassningar kan vara anatomiska, inklusive mimik och kryptisk färg.

För sin del hänvisar mimik till den yttre likheten som vissa organismer kan utveckla för att imitera egenskaper hos andra mer aggressiva och farliga för att fördriva dem.

Till exempel är korallormar giftiga. De känns igen av sina karakteristiska ljusa färger. Å andra sidan är drottningens bergormar ofarliga, men ändå gör deras färger att de ser ut som ett korallrev.

En organisms utseende modelleras genom strukturella anpassningar beroende på miljön i vilken den utvecklas. Till exempel har ökenrävar stora öron för värmestrålning och arktiska rävar har små öron för att behålla kroppsvärmen.

Tack vare pigmenteringen av deras päls, kamouflerar vita isbjörnar sig på isflak och prickiga jaguarer i djungelens fläckiga skugga.

Växter lider också av dessa förändringar. Träd kan ha korkbark för att skydda dem mot bränder.

Strukturella modifieringar påverkar organismer på olika nivåer, från knäleden till närvaron av stora flygmuskler och skarp syn för rovfåglar.

Fysiologisk och funktionell

Dessa typer av anpassningar innebär förändring av organ eller vävnader. De är en förändring i organismens funktion för att lösa ett problem som uppstår i miljön.

Beroende på kroppskemi och ämnesomsättning visas fysiologiska anpassningar vanligtvis inte synligt.

Ett tydligt exempel på denna typ av anpassning är viloläge. Detta är ett sömnigt eller slöjt tillstånd som många varmblodiga djur går igenom på vintern. De fysiologiska förändringarna som sker under viloläget är mycket olika beroende på art.

En fysiologisk och funktionell anpassning skulle till exempel vara de effektivare njurarna för ökendjur såsom kameler, föreningarna som förhindrar blodkoagulation i myggsaliv eller närvaron av gifter i bladens växter för att avvisa dem. gräsätare.

Laboratoriestudier som mäter innehållet i blod, urin och andra kroppsvätskor, som spårar metabola vägar, eller mikroskopiska studier av vävnader i en organisme är ofta nödvändiga för att identifiera fysiologiska anpassningar.

Det är ibland svårt att upptäcka dem om det inte finns någon gemensam förfader eller nära besläktade arter att jämföra resultaten med.

Etologiskt eller beteendemässigt

Dessa anpassningar påverkar hur levande organismer agerar på grund av olika orsaker såsom att säkerställa reproduktion eller mat, försvara sig mot rovdjur eller byta livsmiljöer när miljöförhållandena inte är lämpliga.

Bland de beteendeanpassningar vi hittar migration, som avser periodisk och massiv mobilisering av djur från deras naturliga avelsområden till andra livsmiljöer.

Denna förskjutning sker före och efter avelsäsongen. Det nyfikna med denna process är att inom den utvecklas andra förändringar som kan vara anatomiska och fysiologiska, som händer med fjärilar, fiskar och fjärilar.

Ett annat beteende som kan förändras är frivillighet eller uppfattning. Dess varianter kan vara oerhört komplexa. Målet för djuren är att få en kompis och rikta den till parning.

Under parningsperioden har de flesta arter olika beteenden som betraktas som ritualer. Dessa inkluderar utställning, ljud, eller erbjudande presenter.

Därför kan vi observera att björnar vilar i viloläge för att undkomma kyla, fåglar och valar vandrar till varmare klimat när det är vinter och ökendjur är aktiva på natten under varmt sommarväder. Dessa exempel är beteenden som hjälper djur att överleva.

Ofta tar beteendeanpassningar noggranna studier från fältet och laboratoriet för att visa dem. De involverar vanligtvis fysiologiska mekanismer.

Dessa typer av anpassningar ses också hos människor. Dessa använder kulturella anpassningar som en delmängd av beteendeanpassningar. Till exempel, där människor som bor i en given miljö lär sig sätt att ändra maten de behöver för att klara det givna klimatet.

Är alla funktioner anpassningar?

När vi observerar någon levande varelse kommer vi att märka att den är full av egenskaper som behöver en förklaring. Tänk på en fågel: färgningen av fjäderdräkt, sången, formen på benen och näbben, de komplexa fängelsedanserna, kan vi alla betrakta dem som anpassningsbara egenskaper?

Nej. Även om det är sant att den naturliga världen är full av anpassningar, bör vi inte omedelbart dra slutsatsen att den egenskap vi observerar är en av dem. Ett drag kan förekomma huvudsakligen av följande skäl:

De kan vara en kemisk eller fysisk konsekvens

Många drag är helt enkelt konsekvenser av en kemisk eller fysisk händelse. Färgen på blod är röd hos däggdjur, och ingen tror att färgen röd i sig är en anpassning.

Blodet är rött på grund av dess sammansättning: röda blodkroppar lagrar ett protein som ansvarar för att transportera syre som kallas hemoglobin - vilket orsakar den karakteristiska färgningen av nämnda vätska.

Kan vara en konsekvens av gendrift

Drift är en slumpmässig process som ger förändringar i allelfrekvenser och leder till fixering eller eliminering av vissa alleler på ett stokastiskt sätt. Dessa egenskaper ger ingen fördel och ökar inte individens kondition.

Anta att vi har en population av vita björnar och svarta björnar av samma art. Vid någon tidpunkt lider studiepopulationen av en minskning av antalet organismer på grund av en miljökatastrof och de flesta vita individer dör av en slump.

Med tiden går det en stor möjlighet att allelen som kodar för svart päls kommer att fixeras och hela befolkningen består av svarta individer.

Det är emellertid inte en anpassning eftersom den inte ger någon fördel för individen som besitter den. Observera att processerna för gendrift inte leder till bildning av anpassningar, detta sker endast genom mekanismen för naturlig selektion.

Det kan vara korrelerat med ett annat kännetecken

Våra gener är sida vid sida och kan kombineras på olika sätt i en process som kallas rekombination. I vissa fall kopplas gener och ärvs samman.

För att exemplifiera denna situation kommer vi att använda ett hypotetiskt fall: generna som kodar för blå ögon är kopplade till dem för blont hår. Logiskt är det en förenkling, det finns förmodligen andra faktorer som är involverade i färgläggningen av strukturerna, men vi använder det som ett didaktiskt exempel.

Anta att det blonda håret i vår hypotetiska organisme ger det en viss fördel: kamouflage, skydd mot strålning, mot förkylning, etc. Individer med blont hår kommer att ha fler barn än sina kamrater som inte har denna egenskap.

Avkomman, förutom blont hår, kommer att ha blå ögon eftersom generna är kopplade. Under generationerna kan vi observera att blå ögon ökar i frekvens även om de inte ger någon anpassningsfördel. Detta fenomen är känt i litteraturen som "genetisk lift".

Kan vara en följd av fylogenetisk historia

Vissa tecken kan vara en följd av fylogenetisk historia. Suturerna för skallen hos däggdjur bidrar till och underlättar födelseprocessen och kan tolkas som en anpassning för den. Egenskapen är emellertid representativ i andra linjer och är en förfäder.

Föranpassningar och exaptationer

Under åren har evolutionsbiologer berikat terminologin beträffande organismernas egenskaper, inklusive nya begrepp som "pre-adaptation" och "exaptation."

Enligt Futuyma (2005) är en pre-anpassning "ett drag som lyckligtvis tjänar en ny funktion".

Till exempel kan de starka näbbarna hos vissa fåglar ha valts ut för att konsumera en viss typ av mat. Men i lämpliga fall kan denna struktur också fungera som en anpassning till angrepp av får. Denna plötsliga förändring av funktionen är föranpassning.

1982 introducerade Gould och Vrba konceptet "exaptation" för att beskriva en för-anpassning som har valts för en ny användning.

Exempelvis formades fjädrarna från simningsfåglar inte av det naturliga urvalet under det selektiva trycket av simning, men de lyckades lyckligtvis göra det.

Som en analogi till den här processen har vi näsan, även om den säkert valdes eftersom den tillförde en viss fördel i andningsprocessen, nu använder vi den för att hålla våra glasögon.

Det mest kända exemplet på borttagning är pandans tumme. Denna art matar specifikt på bambu och för att manipulera den använder de en "sjätte tumme" härrörande från tillväxten av andra strukturer.

Exempel på anpassningar

Flyg i ryggradsdjur

Fåglar, fladdermöss och de nu utrotade pterosaurierna förvärvade konvergentivt sina medel för rörelse: flygning. Olika aspekter av morfologin och fysiologin hos dessa djur tycks vara anpassningar som ökar eller gynnar flygförmågan.

Benen har håligheter som gör dem lätta, men resistenta strukturer. Denna konformation är känd som pneumatiserade ben. I dagens flyglinjer - fåglar och fladdermöss - har matsmältningssystemet också vissa särdrag.

Tarmarna är mycket kortare jämfört med flyglösa djur av liknande storlek, förmodligen för att minska vikten under flygningen. Således valde reduktionen i näringsabsorptionsytan en ökning av cellulära absorptionsvägar.

Anpassningar hos fåglar går ner till molekylnivåer. Det har föreslagits att storleken på genomet har minskats som en anpassning för flygning, vilket reducerar de metaboliska kostnaderna förknippade med att ha ett stort genom och därför stora celler.

Echolocation i fladdermöss

Källa: Av Shung, från Wikimedia Commons

I fladdermöss finns det en speciell anpassning som gör att de kan orientera sig rumsligt medan de rör sig: echolocation.

Detta system består av utsläpp av ljud (människor är inte kapabla att uppfatta dem) som studsar bort föremål och fladdermattan kan förstå och översätta dem. På samma sätt anses morfologin i öronen hos vissa arter vara en anpassning för att kunna ta emot vågorna effektivt.

Giraffernas långa hals

Källa: Av John Storr, från Wikimedia Commons

Ingen tvivlar på att giraffer har en ovanlig morfologi: en långsträckt nack som stöder ett litet huvud och långa ben som stöder deras vikt. Denna design gör olika aktiviteter i djurets liv svåra, till exempel dricksvatten från ett damm.

Förklaringen till de långa halsarna hos dessa afrikanska arter har varit ett favoritexempel på evolutionära biologer i årtionden. Innan Charles Darwin tänkte på teorin om naturligt urval, hade den franska naturforskaren Jean-Baptiste Lamarck redan ett begrepp - om än felaktigt - om förändringar och biologisk utveckling.

För Lamarck var giraffernas hals långsträckt eftersom dessa djur ständigt sträckte den för att kunna nå akaciknopparna. Denna åtgärd skulle översätta till en ärftlig förändring.

Mot bakgrund av modern evolutionsbiologi anses användning och missbruk av karaktärer inte ha någon effekt på avkomman. Anpassningen av den långa halsen måste ha uppstått eftersom individerna som bar mutationer för nämnda egenskaper lämnade fler avkommor än sina kamrater med kortare halsar.

Intuitivt kan vi anta att den långa halsen hjälper giraffer att få mat. Men dessa djur foder vanligtvis efter mat i låga buskar.

Så vad är giraffhalsar för?

1996 studerade forskarna Simmons och Scheepers de sociala förhållandena för denna grupp och motbeviste tolkningen av hur giraffer fick halsen.

För dessa biologer utvecklades halsen som ett "vapen" som män använder i strid för att komma till kvinnor och inte för att få mat i höga områden. Olika fakta stöder denna hypotes: hanens halsar är mycket längre och tyngre än hos kvinnor.

Vi kan dra slutsatsen att även om en anpassning har en tydligen uppenbar betydelse, måste vi ifrågasätta tolkningarna och testa alla möjliga hypoteser med hjälp av den vetenskapliga metoden.

Skillnader med evolution

Både begrepp, evolution och anpassning är inte motsägelsefulla. Evolution kan ske genom mekanismen för naturligt urval och detta genererar anpassningar. Det är nödvändigt att betona att den enda mekanismen som producerar anpassningar är naturligt urval.

Det finns en annan process, kallad gendrift (nämns i föregående avsnitt), som kan leda till utvecklingen av en befolkning men inte ger anpassningar.

Förvirringar om anpassningar

Även om anpassningar tycks vara funktioner som är utformade exakt för deras användning, har evolutionen och följaktligen uppfattningen om anpassningar inte något mål eller medvetet syfte. De är inte heller synonyma med framsteg.

Precis som erosionsprocessen inte är avsedd att skapa vackra berg, är inte evolutionen avsedd att skapa organismer perfekt anpassade till deras miljö.

Organismer strävar inte efter att utvecklas, så naturligt urval ger inte en individ det han behöver. Låt oss till exempel föreställa oss en serie kaniner som på grund av miljöförändringar måste tåla en svår frost. Djurens behov av riklig päls får inte den att dyka upp och spridas i befolkningen.

Däremot kan någon slumpmässig mutation i det genetiska materialet hos kaninen generera en mer riklig skikt, vilket gör att dess bärare får fler barn. Dessa barn ärver förmodligen sin fars päls. Således kan riklig päls öka sin frekvens i kaninpopulationen och på ingen tidpunkt var kaninen medveten om detta.

Urval producerar inte heller perfekta strukturer. De behöver bara vara "bra" nog för att kunna gå vidare till nästa generation.

referenser

1. Caviedes-Vidal, E., McWhorter, TJ, Lavin, SR, Chediack, JG, Tracy, CR, & Karasov, WH (2007). Den matsmältningsanpassningen av flygande ryggradsdjur: paracellulär absorption med hög tarm kompenserar för mindre tarmar. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104 (48), 19132-19137.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionsanalys. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
4. Gould, SJ, & Vrba, ES (1982). Exaptation - en saknad term i formens vetenskap. Paleobiology, 8 (1), 4-15.
5. Organ, CL, Shedlock, AM, Meade, A., Pagel, M., & Edwards, SV (2007). Ursprunget av fågelgenomstorlek och struktur i icke-fågelns dinosaurier. Nature, 446 (7132), 180.